Debesu paraugā atrastas 13 tālās galaktikas. Attēla kredīts: ESO. Noklikšķiniet, lai palielinātu.
Tas ir viens no novērošanas kosmoloģijas galvenajiem mērķiem izsekot galaktiku veidošanās un attīstības gaitai un salīdzināt to ar teorētisko modeļu prognozēm. Tāpēc ir svarīgi pēc iespējas precīzāk zināt, cik daudz galaktiku Visumā bija dažādos laikmetos.
To ir vieglāk pateikt nekā izdarīt. Patiešām, ja galaktiku skaitīšana no dziļiem astronomiskiem attēliem ir samērā vienkārša, izmērīt to attālumu - tātad laikmetu Visuma vēsturē, kur mēs to redzam [1], ir daudz grūtāk. Tam nepieciešams ņemt galaktikas spektru un izmērīt tā sarkano nobīdi [2].
Tomēr vistālākajām galaktikām - visdrīzāk vistālākajām un līdz ar to arī vecākajām - tas prasa daudz laika novērošanas lielākajā no teleskopiem. Līdz šim astronomiem vispirms bija rūpīgi jāizvēlas kandidātdaļas ar augstu sarkano nobīdi, lai samazinātu attāluma mērīšanai pavadīto laiku. Bet šķiet, ka astronomi to darīja pārāk uzmanīgi, un tāpēc viņiem bija nepareizs priekšstats par galaktiku populāciju.
Labāk būtu "vienkārši" novērot noteiktā debesu plāksnē visas galaktikas, kas ir gaišākas par noteikto robežu. Bet, apskatot vienu objektu vienlaikus, šāds pētījums būtu neiespējams.
Lai pieņemtu izaicinājumu, franču un itāļu astronomu komanda [3] izmantoja pēc iespējas lielāku teleskopu ar ļoti specializētu, ļoti jutīgu instrumentu, kas vienlaicīgi spēj novērot ļoti lielu skaitu (vāju) objektu attālajā Visumā.
Astronomi izmantoja VIsible Multi-Object Spektrograph (VIMOS) Melipalā, kas ir viens no ESO ļoti lielā teleskopa masīva 8,2 m teleskopiem. VIMOS vienā ekspozīcijā var novērot apmēram 1000 galaktiku spektrus, no kuriem var izmērīt sarkano krāsu nobīdi, tātad arī attālumus. Iespēja novērot divas galaktikas vienlaikus būtu līdzvērtīga divu VLT vienības teleskopu vienlaicīgai izmantošanai. Tādējādi VIMOS simtiem reižu palielina VLT efektivitāti.
Tas ļauj dažās stundās pabeigt novērojumus, kas būtu vajadzīgi mēnešiem tikai pirms dažiem gadiem. Tā kā VIMOS ir desmit reizes produktīvākas nekā konkurējošie instrumenti, tā pirmo reizi piedāvā iespēju veikt objektīvu tālā Visuma skaitīšanu.
Izmantojot VIMOS instrumenta augsto efektivitāti, astronomu komanda uzsāka VIMOS VLT dziļo aptauju (VVDS), kuras mērķis ir kādā izvēlētā debesu plāksterī izmērīt visu galaktiku sarkano nobīdi, kas spilgtāka par 24. stiprumu sarkanā krāsā, tas ir. , galaktikas, kas ir līdz 16 miljoniem gaišākas, nekā to var redzēt neapbruņota acs.
Apmēram 8000 galaktiku kopējā paraugā, kas atlasīts tikai pēc to novērotā spilgtuma sarkanā gaismā, 1500 līdz 4500 miljonu gadu laikmetā pēc Lielā sprādziena tika atklātas gandrīz 1000 spožas un spēcīgi zvaigznes veidojošas galaktikas (sarkanā nobīde starp 1,4 un 5). .
“Mums par pārsteigumu,” saka Olivjē Lefrere no Marsa laboratorijas “Laboratoire d’Astrophysique de Francija” un projekta VVDS līdzpriekšsēdētājs, „tas ir divas līdz sešas reizes lielāks nekā iepriekšējos darbos. Šīs galaktikas tika palaistas garām, jo iepriekšējās aptaujās objekti tika atlasīti daudz ierobežojošākā veidā nekā mēs. Viņi to darīja, lai pielāgotos daudz zemākai iepriekšējās paaudzes instrumentu efektivitātei. ”
Kaut arī novērojumi un modeļi ir konsekventi norādījuši, ka Visumā kosmiskā laika pirmajos miljardos gadu laikā vēl nebija izveidojies daudz zvaigžņu, zinātnieku atklājums prasa būtiskas izmaiņas šajā attēlā.
Apvienojot visu galaktiku spektrus noteiktā sarkanā nobīdes diapazonā (t.i., piederot tai pašai epopejai), astronomi varēja novērtēt šajās galaktikās izveidoto zvaigžņu daudzumu. Viņi atklāj, ka galaktikas jaunajā Visumā pārvēršas zvaigznēs, kas gadā no 10 līdz 100 reizes pārsniedz mūsu Saules masu.
"Šis atklājums nozīmē, ka galaktikās Visuma dzīves sākumā izveidojās daudz vairāk zvaigžņu, nekā tika domāts iepriekš," skaidro Gianpaolo Vettolani, cits VVDS projekta līdzdibinātājs, kurš strādā INAF-IRA Boloņā (Itālija). "Šie novērojumi prasīs dziļu mūsu teoriju pārvērtēšanu par galaktiku veidošanos un evolūciju mainīgajā Visumā."
Astronomiem atliek izskaidrot, kā var izveidot tik lielu galaktiku populāciju, iegūstot vairāk zvaigžņu, nekā tika pieņemts iepriekš, laikā, kad Visums bija aptuveni 10-20% no tā pašreizējā vecuma.
Oriģinālais avots: ESO ziņu izlaidums
